La anestesia afecta la memoria en ratones
ARRIBA: Una sección del cerebro de un ratón que resalta el hipocampo (verde) está superpuesta con las estructuras moleculares de los anestésicos isoflurano (púrpura), medetomidina/midazolam/fentanilo (naranja) y ketamina/xilazina (rojo).SIMON WIEGERT
Después de la anestesia general, un problema común que aparece en los adultos mayores son los déficits cognitivos, particularmente la pérdida de memoria, pero no está claro por qué o cómo suceden. En un estudio publicado hoy (1 de abril) en PLOS Biology, los investigadores han dado un paso hacia la comprensión de cómo los fármacos anestésicos afectan el hipocampo, una región del cerebro involucrada en la formación de la memoria. y almacenamiento Probaron tres tratamientos anestésicos en ratones y determinaron que el isoflurano, un anestésico inhalado comúnmente utilizado solo en estudios con animales y, a veces, en combinación con otros medicamentos en personas, era el que menos perturbaba las neuronas del hipocampo y no afectaba la formación y consolidación de la memoria.</p
Los autores no solo observaron el inicio de los efectos y los cambios durante la fase aguda de la anestesia, sino que, como muchos estudios no lo han hecho en el pasado, también observaron lo que sucede después de que los medicamentos desaparecen, dice Beverley. Orser, anestesiólogo y neurocientífico de la Universidad de Toronto que no participó en el estudio. Los resultados desafían una noción muy fundamental que creo que el público y muchos investigadores incluso asumen. Y es que, una vez eliminadas las drogas del organismo, el cerebro vuelve a su estado basal. Y ese no es el caso.
El trabajo comenzó cuando Simon Wiegert, un neurocientífico del Centro de Neurobiología Molecular de Hamburgo en Alemania, y sus colegas se propusieron obtener imágenes de las conexiones entre las neuronas en el hipocampo para averiguar cómo las sinapsis contribuyen a la formación de la memoria. Antes de observar de cerca las estructuras pequeñas en los ratones, los investigadores suelen anestesiar a los animales para que no se muevan, lo que permite obtener imágenes mucho más precisas y eficientes. Nos preguntamos, cuando hacemos esto bajo anestesia, si esto afectaría la actividad o la estabilidad de las sinapsis mismas, dice.
Cuando los investigadores revisaron trabajos publicados anteriormente en busca de pistas sobre cómo los patrones de actividad en el cerebro se alteran durante la anestesia, se dieron cuenta de que, si bien había algunos estudios que analizaban un anestésico en particular, no había ningún trabajo sistemático sobre los efectos de diferentes anestésicos en la actividad del hipocampo. El equipo eligió tres regímenes anestésicos comunes: isoflurano inhalado; una combinación del sedante medetomidina, el medicamento contra la ansiedad midazolam y el analgésico fentanilo (MMF, que se usa en animales); y ketamina y xilazina juntas, que se administran tanto a animales como a pacientes humanos. Si bien se usa comúnmente solo en estudios con animales, el isoflurano generalmente no se administra solo en personas, debido a su potencial para irritar el tracto respiratorio y causar presión arterial baja en algunos pacientes.
Los investigadores administraron cada anestésico a adultos ratones y luego tomaron registros electrofisiológicos de la actividad general en el hipocampo. También visualizaron la actividad eléctrica de las regiones con imágenes de calcio, que proporciona una visión precisa de las células individuales, pero con una resolución temporal más limitada. Por lo tanto, podríamos hacer esta comparación de la actividad del hipocampo con microscopía y electrofisiología y las dos técnicas se complementan entre sí, dice Wiegert a The Scientist.
Los autores encontraron que el isoflurano ejercía la efectos más leves sobre la actividad en el hipocampo, incluso cuando se aplica durante un máximo de cuatro horas. Pero los animales tratados con ketaminaxilazina o MMF mostraron una actividad hipocampal interrumpida y déficits tanto en la formación como en la consolidación de la memoria en el caso de MMF, hasta seis horas después de que se administrara otro fármaco para antagonizar el anestésico y despertar a los animales. Los ratones se despiertan en un par de minutos, son bastante móviles y parece que realmente se recuperaron de la anestesia, explica Wiegert. Aunque el animal está despierto, la actividad cerebral no es como antes.
Los efectos más potentes de los anestésicos generales se relacionan con los sistemas de memoria, pero estos efectos amnésicos han sido relativamente poco estudiados hasta este nivel de detalle en el hipocampo, escribe George Mashour, anestesiólogo y neurocientífico de la Universidad de Michigan que no participó en el estudio, en un correo electrónico a The Scientist. En términos de próximos pasos, dos de los tres anestésicos las combinaciones probadas en este estudio se usan principalmente en experimentos con animales, agrega. La investigación adicional que utilice modelos experimentales que incluyan otros regímenes anestésicos comúnmente utilizados en humanos y que también incluyan una intervención quirúrgica ayudará a trasladar estos hallazgos a la atención clínica.
El [próximo paso] más importante es documentar que estos déficits ocurrir [y] comprender los dominios de comportamiento que son más vulnerables, dice Orser. Eso nos ayudará a comprender los receptores y las redes que están involucradas y luego, obviamente, desarrollar estrategias de prevención y mitigación a partir de ahí. En este momento, hay muy pocos.
W. Yang et al., Los anestésicos fragmentan la actividad de la red del hipocampo, alteran la dinámica de la columna y afectan la consolidación de la memoria, PLOS Biol, doi:10.1371/journal.pbio.3001146, 2021.